211service.com
Lengvai pagaminami nanosensoriai
Vienas iš įtikinamiausių nanotechnologijų pažadų yra mažyčiai detektoriai, galintys akimirksniu aptikti šimtus toksinų ar patogenų. Šie jutikliai, sujungti į mažus nešiojamus įrenginius, gali greitai įspėti apie bioteroro atakas. Jie taip pat gali būti naudojami norint greitai ir tiksliai nustatyti ankstyvus vėžio požymius, kol liga tampa mirtina. (Žr. Vaistinės vėžio testus.)
Menininko idėja apie nanolaidinius jutiklius, galinčius aptikti mažas konkrečių molekulių koncentracijas. Nauja šių jutiklių gamybos technika galėtų paskatinti juos plačiai naudoti nešiojamuose įrenginiuose, pradedant nuo pagrindinių mokslų iki vėžio atrankos.
Dabar Jeilio universiteto mokslininkai sukūrė itin jautrius nanoskalės jutiklius, kuriuos lengva gaminti. Jutikliai yra pagrįsti puslaidininkiais nanolaidais, kurie gali aptikti pavienes viruso daleles arba itin mažas tikslinės medžiagos koncentracijas, kaip jau parodė kiti mokslininkai. (Žr. Itin jautrus ekranas.) Tačiau pasirodė, kad nanolaidinius jutiklius sunku gaminti masiškai. Viena vertus, jų gamyboje naudojami metodai paprastai nesuderinami su tais, kurie naudojami gaminant elektroniką, kuri stiprina ir apdoroja nanolaidų generuojamus signalus.
Elektros inžinerijos ir taikomosios fizikos profesoriaus Marko Reedo ir jo kolegų sukurtame procese nanolaidiniai jutikliai gali būti gaminami taikant metodus, suderinamus su puslaidininkių pramonės didelio našumo technikomis. Tokiu būdu pagaminti jutikliai gali būti integruoti su elektronika, reikalinga duomenims apdoroti, todėl gali būti sukurti kompaktiški ir palyginti įperkami įrenginiai.
Tokie jutikliai gali būti daug mažesni nei standartiniai optiniai detektoriai ir paprastesni naudoti. Kadangi jutikliai būtų pagrįsti elektroniniu signalu, tikslinės molekulės neturėtų būti chemiškai paženklintos fluorescencinėmis molekulėmis ir tada stebimos per didelius optinius skaitytuvus. Tūkstančiai jutiklių gali būti supakuoti į rankinį įrenginį, kuris galėtų duoti rezultatus beveik akimirksniu.
Norėdami pagaminti savo jutiklius, Reedas ir jo kolegos naudojo procesą, panašų į tą, kuris naudojamas kompiuterių lustams modeliuoti.
Tyrėjai pradeda nuo parduodamų silicio plėvelių ant izoliacinės medžiagos; tada jie naudoja įprastus metodus, kad nustatytų linijų, vadinamų kaukėmis, modelius, kurie nustatys nanolaidų vietą. Tada jie išgraviruoja silicį, kurio neuždengia kaukės. Nors kaukės nėra pakankamai plonos, kad būtų galima gaminti nanolaidelius, mokslininkai leidžia ėsdinimui ir toliau ėsti po kaukės kraštais esančią medžiagą ir užbaigia užduotį. Naudodami šį procesą, mokslininkai sugebėjo sukurti kelis nano jutiklius toje pačioje lustoje.
Šios savaitės žurnalo numeryje aprašytuose eksperimentuose Gamta , jutikliai buvo naudojami aptikti įvairius dalykus, įskaitant specifinius antikūnus. Pirmiausia nanolaideliai aptinkami molekulėmis, sukurtomis prisijungti prie tikslinio antikūno; Kai taikinys yra ir ryšys sukuriamas, nanolaidelyje pasikeičia laidumas ir sukuriamas skaitomas signalas. Kadangi organizmo imuninė sistema gamina nedidelius kiekius antikūnų, reaguodama į tokias ligas kaip vėžys, prietaisai gali būti naudojami ankstyvai diagnozei.
Nors jis nenurodys, kada bus prieinami jutiklius naudojantys įrenginiai, Reedas sako, kad tai turėtų būti greitai. Aš dirbu ties daugybe dalykų, kurių niekada gyvenime nepamatysiu, sako jis. Tai įvyks mano gyvenime.